過去 10 年間に音楽祭を歩いたり、大規模な展示会に参加したり、屋根付きの屋外カフェでリラックスしたりしたことがあるなら、膨張可能な膜構造の下または周囲にいた可能性があります。これらの多用途システムのサプライヤーとして、私は建築家、イベント プランナー、サステナビリティ チームなどから同じ質問をよく受けます。「インフレータブル膜構造は環境に優しいのですか?」国連環境計画 (UNEP) によると、特に建築環境が世界の炭素排出量の 40% 近くを占めていることを考えると、これは当然の質問です。それに答えるには、表面レベルの仮定を超えて、これらの構造がどのように機能するかを分析し、従来の建築材料と比較し、そのライフサイクル全体の影響を調査する必要があります。答えは単純な「はい」か「いいえ」ではないので、詳しく見ていきましょう。これは、持続可能な建設と仮設スペースについての私たちの考え方を再構築する微妙なケースだからです。
まず、膨張可能な膜構造が何であるかを明確にしましょう。これらは、動作の異なる他の種類の膜と一緒にまとめられることが多いためです。張力がかかる膜構造 (固定フレームに依存して布地をしっかりと引っ張る) やフレーム型膜構造 (硬い金属またはコンクリートの支持体で布地を固定する) とは異なり、インフレータブル システムは、形状を維持するために連続的な低圧空気を使用します。この軽量の空気動力設計は、製造段階から始まる環境上の最大の利点の 1 つです。ほとんどのインフレータブル膜は、ETFE (エチレン テトラフルオロエチレン) や PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) などの材料を使用しています。これら 2 つのポリマーは、鋼鉄やコンクリートに比べて耐久性があり、二酸化炭素排出量が低いことが証明されています。背景として、ETFE 膜構造の製造は、同等の面積のガラスを製造するよりも必要なエネルギーが約 90% 少なく、多くの従来のファサード材料とは異なり、耐用年数が終了した時点で 100% リサイクル可能です。当社は、インフレータブル膜構造プロジェクトの材料を調達する際、国際的な持続可能性基準を満たすバージン ETFE および PTFE を優先し、そのライフサイクルのあらゆる段階を追跡して廃棄物を最小限に抑えます。
しかし、製造業はパズルの 1 ピースにすぎません。膨張式膜が本当に際立っているのは、その運用段階です。従来の建物は冷暖房、照明に大量のエネルギーを使用しますが、インフレータブル膜構造は本質的にエネルギー効率が高いです。たとえば、ETFE は光透過率が高く、日中は人工照明をあまり必要とせずに自然太陽光が通過できます。シュツットガルト大学建築建材研究所の 2022 年の研究によれば、冬には構造内の空気が断熱層として機能し、標準的な金属製の建物と比較して暖房の必要性が最大 50% 削減されます。イベント会場やポップアップ小売スペースなどの仮設構造物にとって、これは大きな変革です。インフレータブル システムは、大規模な HVAC システムを何週間も連続して稼働させるのではなく、受動的な自然断熱と光に依存しています。屋根付きスポーツ場のような半永久的な構造物であっても、エネルギーの節約は何年にもわたって加算されます。欧州膜構造協会（EMSA）のデータによると、たとえば、10,000平方メートルの膨張式スポーツルーフは、従来のレンガとモルタルの代替品と比較して、運用時の年間二酸化炭素排出量を120トン削減できるという。
もう 1 つの重要な環境上の利点は、建設および設置時の材料廃棄物の削減です。従来の建物では、大量の余剰材料が発生します。鉄骨梁は注文に応じて切断され、コンクリートは現場で混合する必要があり、端材から出る廃棄物は多くの場合廃棄されます。対照的に、インフレータブル膜構造は、管理された工場条件で事前に製造されるため、現場での廃棄物はほとんどありません。この構造は軽量の丸めた膜として完成し、必要なのは少数のモジュール式膨張ユニットとシンプルな固定システムのみで、組み立てに重機は必要ありません。たとえば、5,000 平方メートルのイベント用インフレータブルは、従来の会場を建設するのに数週間または数か月かかる代わりに、少人数のチームによって 24 時間で設置できます。これにより、輸送時の排出ガスも削減されます。構造が非常に軽量であるため、輸送に必要なトラックの積載量がスチール、コンクリート、またはガラスのファサードよりもはるかに少なくなります。 2021 年、当社はポルトガルの音楽祭にインフレータブル膜構造を供給しました。この構造物の総輸送二酸化炭素排出量は、軽量化とコンパクトな梱包のおかげで、前年に建設した同様のサイズの張力仮設構造物より 70% 低かった。
もちろん、完璧な材料は存在せず、膨張式メンブレンは正当な批判にさらされてきました。特に、寿命後の廃棄と耐久性に関してです。長年にわたり、合成膜材料はリサイクル不可能であり、埋め立て廃棄物の原因となっていると批評家は主張してきた。しかし、ポリマーリサイクル技術の進歩のおかげで、この状況は過去 15 年間で劇的に変わりました。膨張可能な膜の 2 つの最も一般的な材料である ETFE と PTFE は、現在では溶解して新しい膜シートに再加工したり、自動車部品や工業用部品などの他のプラスチック製品にさえ使用したりすることができます。実際、現在、大規模なインフレータブル構造物プロジェクトの多くには回収契約が含まれています。構造物のライフサイクルの終わり（多くの建物では 50 年以上であるのに対し、インフレータブル システムでは通常 20 ～ 30 年）に達すると、当社は古い膜を回収し、認定されたリサイクル パートナーに送り、新しい素材に変えます。たとえば、私たちは最近、ドイツの展示会で使用された古い膨張可能な展示用屋根をリサイクルしました。リサイクルされた ETFE は、学校の屋根付き運動場用に 3,200 平方メートルの新しい膜を製造するために使用され、埋め立て地から 12 トンの材料が転用されました。
耐久性も別の論点です。膨張式メンブレンは壊れやすく、天候により破れたり損傷しやすいため、頻繁に交換する必要があり、環境上の利点が損なわれるのではないかと心配する人もいます。しかし、最新の膨張式膜は、強風、大雨、紫外線、さらには瓦礫による軽度の衝撃など、極端な条件に耐えられるように設計されています。ほとんどのインフレータブル構造に使用されている ETFE および PTFE コーティングは UV 安定化されているため、日光にさらされても劣化せず、多くの製品には寿命を延ばす耐傷性層が含まれています。 EMSAの2023年の事例研究では、スウェーデンにある築20年のインフレータブルスポーツドームを追跡しました。このドームは、最小限の修理で複数の吹雪や嵐にも耐えました。耐用期間中に交換される唯一の部品は小さなシールユニットであり、メインメンブレンは交換されませんでした。寿命が長いということは、5 ～ 10 年ごとに交換する必要がある仮設構造物と比較して、交換の回数、廃棄物が少なく、ライフサイクル全体の排出量が少ないことを意味します。
すべての膜構造が同じではないことに注意することも重要です。たとえば、フレームタイプの膜構造は半永久的で、多くの場合、製造時の二酸化炭素排出量が高い厚い材料が使用されますが、張力のある膜構造は剛性の高いフレームに依存しているため、耐用年数終了時のリサイクルが困難になる可能性があります。対照的に、インフレータブル膜構造は一時的および半永久的な使用を念頭に置いて設計されており、修理、アップグレード、廃止がはるかに簡単なモジュール設計になっています。私たちはクライアントと協力する際、ニーズに基づいて適切な素材とデザインを選択するお手伝いをします。クライアントが 3 か月のイベント用の仮設構造物を必要とする場合、迅速な組み立てと分解のために最適化された軽量でリサイクル可能な ETFE メンブレンを使用します。お客様が 25 年間使用できる半永久的な屋根付き駐車場をご希望の場合は、耐久性と断熱性を高めた、より厚い PTFE コーティングされた膜を使用します。
インフレータブル膜構造のもう 1 つの見落とされがちな環境上の利点は、土地利用変更の必要性を軽減できることです。都市が成長するにつれて、私たちは緑地の土地に建設するというプレッシャーにさらされており、その結果、生息地が破壊され、土地利用の変化による二酸化炭素排出量が増加します。インフレータブル構造物は、恒久的な掘削やコンクリート基礎を必要とせずに、公園、駐車場、未使用の工業用地などの既存の土地に設置できます。足場を掘ったり土地を改変したりする必要がある従来の建物とは異なり、インフレータブル構造物は重りのあるブロックまたは接地ネジで固定されており、構造物が廃止されるときに取り外して再利用できます。世界資源研究所による2022年の研究では、膨張式膜のような一時的なモジュール式構造物は、長期間の土地改変を必要としないため、恒久的な建設物と比較して土地利用への影響を最大85%削減できることが判明した。たとえば、シカゴで当社がインフレータブル膜構造を提供したポップアップ コミュニティ ガーデンは、開発が予定されていた空き地に設置されました。 2年後に庭が新しい場所に移転したとき、構造物は2日で撤去され、敷地は損傷や長期的な変化もなく元の状態に戻りました。
もちろん、環境に対して 100% 中立な解決策はなく、膨張可能な膜構造にはいくつかの欠点があります。 ETFE や PTFE などのポリマーの製造には二酸化炭素排出量が発生しますが、その量は従来の建築材料に比べて大幅に低いです。オランダ持続可能な建設研究所による2021年のライフサイクル評価では、1,000平方メートルのインフレータブルETFE構造のクレードルからゲートまでの二酸化炭素排出量は約15トンのCO2換算であるのに対し、ガラス製ファサードの同等面積では120トン、スチールクラッディングでは250トンであることが判明した。構造を膨張させて維持するために必要なエネルギーの問題もあります。ほとんどのインフレータブル システムは、空気圧を維持するために継続的に動作する小型の低出力ブロワーを使用します。最新の送風機はエネルギー効率が高く、古いモデルよりも消費電力が 50% 少なく、多くのプロジェクトでは送風機の電力供給にソーラー パネルを使用しているため、動作時の排出ガスが完全に排除されています。たとえば、当社がバルセロナで最近提供したインフレータブルイベント構造物は、隣接する建物の屋根に設置された 20 キロワットの太陽電池アレイによって電力供給されていたため、使用されたエネルギーは再生可能エネルギーのみでした。
以上をまとめると、インフレータブル膜構造は環境に優しいのでしょうか?簡単に言うと、「はい」です。特に従来の建築ソリューションと比較した場合、また、責任を持って設計、設置、廃止された場合にはそうです。これらは、製造時の排出量、運用上のエネルギー使用、廃棄物の削減、土地利用への影響に大きなメリットをもたらし、リサイクルと材料科学の進歩により、使用済み廃棄処理に関する歴史的な限界に対処しつつあります。世界がより持続可能な建設と仮設スペースに移行する中、膨張式膜構造は建築環境の二酸化炭素排出量を削減する上で重要な役割を果たす態勢が整っています。
もしあなたが、より環境に優しい構造を次のプロジェクトに組み込もうとしている建築家、イベント プランナー、サステナビリティ マネージャー、またはビジネス オーナーであれば、膨張可能な膜構造がどのようにニーズを満たすことができるかについて詳しく学ぶことをお勧めします。一時的なイベント スペース、半永久的な屋根付きスポーツ エリア、または長期的なファサード ソリューションを検討している場合でも、当社のチームはお客様と協力して、パフォーマンス、耐久性、持続可能性のバランスがとれたシステムを設計できます。特殊な ETFE 膜構造や PTFE 膜構造のオプションを含む当社の膜構造ソリューションの範囲を調べるには、当社の Web サイトにアクセスして、インフレータブル膜構造、張力膜構造、およびフレームタイプの膜構造の製品の詳細を参照してください。私たちはあなたの質問に答え、カスタマイズされたソリューションを提供し、プロジェクトと地球にとって良い選択ができるようお手伝いします。
参考文献:
- 国連環境計画。 （2023年）。 2023 年の建築および建設に関する世界現状レポート。
- シュトゥットガルト大学建設・建設材料研究所。 （2022年）。膨張可能な膜構造の熱性能: 比較分析。
- 欧州膜構造協会 (EMSA)。 （2023年）。膜構造と従来の建築材料のライフサイクル炭素排出量。
- オランダ持続可能な建設研究所。 （2021年）。 ETFE 膜構造の Cradle-to-Gate ライフサイクル評価。
- 世界資源研究所。 （2022年）。モジュール式および一時的なインフラストラクチャ: 都市部の土地利用への影響を軽減します。